亚热带湿热地区郊野公园气候适应性规划设计策略研究

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导师姓名
孟庆林
学科专业
建筑技术科学
文献出处
华南理工大学   2014年
关键词
亚热带湿热地区论文  郊野公园论文  室外微气候论文  气候适应性论文  设计策略论文
论文摘要

我国东南沿海大部分地区为亚热带湿热气候区,这些地区城市化进程迅猛,使得城市生态失衡、微气候恶化等现象越来越严重。同时,随着社会经济的快速发展,人们内心对亲近大自然的渴望愈发强烈。郊野公园的出现和发展是社会进步、城市发展和人们精神文化生活水平提高的必然产物,它不仅促进了人们的身心健康,同时也在保育生态环境、涵养水源、保护自然景观、调节城市微气候等方面起到了重要作用。郊野公园的建设将有利于构建绿色城市与和谐社会,促进区域生态环境的可持续发展。本论文主要是对亚热带湿热地区郊野公园外部空间微气候的热舒适性进行研究,并在现场实测、软件模拟、项目实践、使用后评价等基础上,尝试总结提出亚热带湿热地区郊野公园气候适应性规划设计策略,为将来建构基于气候适应性的亚热带郊野公园规划设计导则奠定基础。笔者重点进行了以下四项工作:(1)亚热带湿热地区郊野公园典型案例热环境实测研究。本文对亚热带湿热地区(以珠江三角洲地区为重点研究范围)郊野公园典型案例进行实地调研,并对其中四个郊野公园进行全白天的气象数据实测,根据游客活动区范围内1.5米高处测点的空气温度、风速、湿度、黑球温度等的测试结果进行定量及定性分析,总结亚热带湿热地区郊野公园游客活动区夏季室外微气候的主要特征,并初步总结景观设计因子对郊野公园室外热环境的影响。同时,在2011年春、夏、秋三季对设计实践案例广东天鹿湖郊野公园进行全白天实测,进一步探讨亚热带湿热地区郊野公园游客活动区在全年春、夏、秋三季室外微气候的主要特征及景观设计因子对郊野公园室外热环境的影响。(2)亚热带湿热地区郊野公园室外环境热舒适的SET阈值初步研究。本部分在对亚热带湿热地区郊野公园典型案例实测研究与热舒适问卷调查的基础上,通过对各个测点标准有效温度(SET)计算以及对问卷调查结果的分析,对亚热带湿热地区郊野公园游客活动区春、夏、秋三季室外环境的热舒适阈值进行初步探讨,运用热舒适投票百分比拟合曲线对郊野公园各季节的室外环境的热舒适阈值进行校验,并对人工环境与自然环境下的热舒适阈值进行对比探讨,以及对三季的热舒适范围进行初步叠加研究。(3)基于ENVI-met软件的郊野公园景观设计因子对室外热环境影响的模拟研究。本部分在亚热带湿热地区郊野公园典型案例室外热环境实测研究与热舒适的SET阈值研究的基础上,利用ENVI-met模拟软件、结合郊野公园游客活动区的理想模型对影响室外热环境的相关景观设计因子进行模拟研究,以期寻求其控制阈值。本部分首先运用ENVI-met模拟软件建立广东天鹿湖郊野公园东大门入口区域的测试模型,分别进行春、夏、秋三季的模拟实验;进而对三季的实测与模拟数据进行对比校验研究。然后在案例调研数据分析的基础上,建立郊野公园游客活动区的理想模型,进而从理想模型中热缓冲带阈值、热缓冲带+草地、热缓冲带+乔木、热缓冲带+水体等设计因子不同组合工况对微气候影响等方面进行相关模拟实验,计算理想模型中各观察点的SET,并结合第三章提出的郊野公园室外环境热舒适的SET阈值进行比照研究,尝试提出相关景观设计因子的关键导控指标。(4)基于气候适应性的亚热带湿热地区郊野公园规划设计策略的提出及景观案例实践的总结反思。郊野公园规划设计的重要基本理念是―保护、修复、合理利用‖。笔者结合对亚热带郊野公园室外环境热舒适指标及关键设计因子导控指标的研究,从营造室外热舒适环境的角度,尝试初步提出基于亚热带湿热地区郊野公园气候适应性设计的四个策略,分别是:1)设置热缓冲带策略;2)运用遮阳体系策略;3)改善场地通风策略;4)被动蒸发降温策略。论文在对相关设计策略进行阐述的基础上,结合郊野公园调研案例,具体讲述了气候适应性策略在郊野公园设计中的技术要点。同时,本文结合近年的景观设计实践案例(如广东省天鹿湖郊野公园主入口区景观设计等),论述了亚热带湿热地区气候适应性设计四个策略在项目中的具体运用,其中结合佛山东平生态新城景观设计导则编制,笔者提出了佛山东平生态新城景观设计控制指标,并初步提出了佛山的绿色因子评估体系FGF(Foshan Green Factor,缩写为FGF)。本论文的成果可直接指导亚热带湿热地区郊野公园的规划设计;是对亚热带湿热地区气候适应性设计理论的重要补充;是对亚热带城市室外热环境研究的发展补充;是对模拟软件ENVI-met应用研究的补充。基于气候适应性的郊野公园规划设计策略是亚热带湿热地区郊野公园规划设计导则编制等后续研究工作的核心内容;在本研究过程建立的基础数据库可为将来的后续研究奠定坚实的基础。

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摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 我国郊野公园的发展建设现状及存在问题

1.1.2 全球城市热环境恶化与极端天气的频繁出现

1.1.3 郊野公园规划设计理论中对气候适应性设计缺乏必要关注

1.1.4 热舒适研究领域与规划设计领域的衔接桥梁未能有效搭建

1.2 研究目的与意义

1.2.1 研究目的

1.2.2 研究意义

1.3 研究对象与范围

1.3.1 研究对象

1.3.2 研究的地域范围

1.3.3 郊野公园室外热环境研究的空间尺度

1.3.4 相关概念的界定

1.4 国内外研究现状

1.4.1 关于郊野公园领域的研究

1.4.2 关于室外环境热舒适领域的研究

1.4.3 关于气候适应性设计的研究

1.4.4 小结与评价

1.5 本文工作重点

1.5.1 研究目标

1.5.2 研究内容

1.5.3 拟解决的关键科学问题

1.5.4 研究方法

1.5.5 研究框架

第二章 亚热带湿热地区郊野公园典型案例室外热环境实测研究

2.1 基于实践项目的景观设计因子对微气候影响的初步实测研究

2.1.1 测试区域

2.1.2 测试目的与内容

2.1.3 测试仪器

2.1.4 测点布置情况

2.1.5 城市气象参数

2.1.6 实测结果分析

2.1.7 测试结论

2.1.8 设计反思

2.2 景观设计因子在夏季对微气候影响的实测研究

2.2.1 深圳马峦山郊野公园 2011 年夏季现场实测情况及数据分析

2.2.2 佛山南海三山郊野公园 2011 年夏季现场实测情况及数据分析

2.2.3 香港仔郊野公园 2010 年夏季现场实测情况及数据分析

2.3 景观设计因子在春、夏、秋三季对微气候影响的实测比较分析

2.3.1 测试区域

2.3.2 测试内容

2.3.3 测试仪器及测点布置情况

2.3.4 实测分析

2.3.5 实测结论

2.4 本章小结

第三章 亚热带湿热地区郊野公园室外环境热舒适 SET 阈值初步研究

3.1 亚热带郊野公园春季热舒适范围初步研究

3.1.1 实测环境与调研概况

3.1.2 标准有效温度(SET)计算

3.1.3 测量与问卷调查结果分析

3.1.4 人工环境与自然环境下热舒适阈值的对比

3.1.5 春季热舒适阈值的提出及校验

3.2 亚热带郊野公园夏季热舒适阈值范围初步研究

3.2.1 实测环境与调研概况

3.2.2 标准有效温度(SET)计算

3.2.3 测量与问卷调查结果分析

3.2.4 夏季热舒适阈值的提出及校验

3.3 亚热带郊野公园秋季热舒适范围初步研究

3.3.1 实测环境与调研概况

3.3.2 标准有效温度(SET)计算

3.3.3 测量与问卷调查结果分析

3.3.4 秋季热舒适阈值的提出及校验

3.4 亚热带郊野公园春夏秋三季热舒适范围初步叠加研究

3.4.1 线性方程法推导春夏秋三季热舒适阈值范围

3.4.2 正态分布法校验春夏秋三季热舒适阈值范围

3.4.3 热舒适投票百分比拟合曲线校验春夏秋三季热舒适阈值范围

3.4.4 两种方法的春夏秋三季热舒适阈值范围对比

3.5 本章小结

第四章 基于 ENVI-met 软件的亚热带湿热地区郊野公园室外热环境模拟研究

4.1 模拟与实测数据校验研究——以天鹿湖郊野公园春夏秋三季为例

4.1.1 模型建立与背景条件设定

4.1.2 实测与模拟数据结果分析

4.1.3 模拟与实测数据对比分析

4.1.4 模拟与实测数据对比分析小结

4.1.5 反思与优化建议

4.2 景观设计因子对微气候影响的模拟比较实验

4.2.1 理想模型游客活动区的面积取值

4.2.2 模型 1:无热缓冲环境时场地内草地对微气候的影响

4.2.3 模型 2:增设热缓冲带对场地内微气候的影响

4.2.4 模型 3:小面积草地对场地微气候的影响

4.3 理想模型中关键设计导控指标的模拟实验

4.3.1 理想模型中热缓冲带阈值模拟分析

4.3.2 不同景观设计因子组合的模拟分析

4.3.3 基于热舒适 SET 的景观设计因子导控指标分析

4.4 本章小结

第五章 基于气候适应性的亚热带湿热地区郊野公园规划设计策略

5.1 设计目标与原则

5.1.1 设计目标

5.1.2 设计原则

5.2 亚热带湿热地区气候适应性设计策略

5.2.1 设置热缓冲带策略

5.2.2 运用遮阳体系策略

5.2.3 改善场地通风策略

5.2.4 被动蒸发降温策略

5.3 气候适应性设计策略的实践

5.3.1 案例 1:广东省天鹿湖森林公园主入口区景观设计

5.3.2 案例 2:江门新会小鸟天堂湿地公园规划设计

5.3.3 案例 3:佛山南海西樵听音湖核心景区景观规划设计

5.3.4 案例 4:佛山东平绿色低碳生态新城景观规划设计导则

5.4 本章小结

总结与展望

本文的主要结论

本文的创新点

对今后研究工作的展望

参考文献

附录:春、夏、秋三季实测与模拟数值的具体对比

攻读博士学位期间取得的研究成果

致谢

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